CN108318373A - 一种适用于任意抽吸模式下的卷烟动态吸阻的表征方法 - Google Patents

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游敏
鲁端峰
王兵
邓楠
刘欢
刘晓萍
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李斌
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Abstract

一种适用于任意抽吸模式下的卷烟动态吸阻的表征方法，其特征在于：在一定的流速范围内，在任意曲线抽吸模式下(ISO抽吸、马萨诸塞抽吸、三角曲线抽吸模式、梯形抽吸曲线等)，通过对抽吸曲线单口抽吸时间内卷烟的压降值进行积分，根据压降积分值与抽吸流量之间的关系表达卷烟抽吸过程中动态吸阻的变化特征。通过本发明方法结果与采用标准方法(GB/T 22838.5‑2009)所得结果进行对比分析，发现该方法快速简便且准确性较高，有较好实用性，为卷烟产品质量提升提供了可靠参考，更直接反应消费者感受。该方法适用范围广，可适用于任意抽吸模式(抽吸曲线可任意调整)，在新型烟草制品中，如电子烟、加热非燃烧卷烟也都能适用。

Description

一种适用于任意抽吸模式下的卷烟动态吸阻的表征方法
技术领域
本发明涉及卷烟在抽吸过程中动态吸阻的表征方法，是在一定的流速范围内，在任意曲线抽吸模式下(ISO抽吸、马萨诸塞抽吸、三角曲线抽吸模式、梯形抽吸曲线等)，通过对抽吸曲线单口抽吸时间内卷烟的压降值进行积分，根据压降积分值与抽吸流量之间的关系表达卷烟抽吸过程中动态吸阻的变化特征。
背景技术
卷烟吸阻是影响消费者直接感受的重要因素，同时也是卷烟物理质量的重要评价指标。卷烟吸阻的标准测试方法即国标GB/T 22838.5-2009规定在17.5ml/s恒速抽吸速率下采集烟支两端的压降。但是该过程比较繁琐，不能完全反应不同抽吸状态下消费者的真实感受，也不能表征卷烟出口逐口抽吸过程吸阻的动态变化情况。有研究表明卷烟在抽吸过程中,其吸阻比未燃烧时增加了50-60％[Beitr.Tabakforsch.Int.18(1999)205-211]。卷烟抽吸过程吸阻的增大，直接会影响吸食者的真实感受，因而需要对吸阻的概念进行扩展以适应卷烟抽吸状态的表征需要，而利用任意抽吸模式实时测量卷烟吸阻，有利于评价烟支逐口吸阻的分布情况。
发明内容
本发明的目的正是针对上述问题，提出一种用于表征卷烟在抽吸过程中的吸阻的大小的方法，并且适用于在任意抽吸曲线条件下对卷烟的吸阻表征。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：利用单孔道吸烟机，设定相应的抽吸曲线，对卷烟燃吸过程中的压降进行实时采集，通过积分关系式，得到其对应的吸阻值。
1)卷烟样品的制备：在温度为22±2℃，相对湿度为60±5％的环境下，将卷烟样品平衡48小时，挑选卷烟若干支。
2)卷烟样品压降的实时采集：利用单孔道吸烟机，设定相应的抽吸曲线，设定数据采集频率为f(f至少为50Hz)，通过数据采集系统，采集从抽吸开始到结束时间段内，压降的实际值，其采集装置如图1所示。
3)根据实时采集的压降值转化为对应吸阻值：在一定的抽吸曲线模式下，对0-ts抽吸周期时间段内离散点的压降数据进行数值积分，根据积分值的与抽吸流量的关系来表征卷烟在0-ts内卷烟等效吸阻值，具体处理步骤如图2所示，其通用推导过程公式表达如下：式(1)表示在临界的抽吸流速范围内(对于传统卷烟而言，其临界流量值一般为12mL/s)，其卷烟压降与流速之间满足线性关系，k表示比例系数；对该式在0到ts时间范围内进行积分，得到关系式(2)，根据吸阻的定义，得到在任意抽吸模式下卷烟的吸阻值(3)式。
Δpss＝kq (1)
式中：q为抽吸流量值(mL),k为比例系数(Pa/mL),Δpxizu为卷烟吸阻值(Pa)，Q为设定抽吸模式下的抽吸容量值(mL)，Δpss为0-ts时间段内，压降的实时采集数值。
通过本发明方法结果与采用标准方法(GB/T 22838.5-2009)所得结果进行对比分析，发现该方法快速简便且准确性较高，有较好实用性，为卷烟产品质量提升提供了可靠参考，更直接反应消费者感受。该方法适用范围广，可适用于任意抽吸模式(抽吸曲线可任意调整)，在新型烟草制品中，如电子烟、加热非燃烧卷烟也都能适用。
附图说明
图1是卷烟吸阻测试装置组成示意图，
图中：1.烟支2.卷烟夹持器3.压力探头4.单孔道吸烟机5.压力传感器6.压降采集卡7.数据采集系统。
图2得到卷烟吸阻值的步骤示意图。
图3卷烟样品(常规卷烟)抽吸过程中压降的实时采集数据以及处理后的吸阻数据。
图4卷烟样品(细支卷烟)抽吸过程中压降的实时采集数据以及处理后的吸阻数据。
图5卷烟样品(常规卷烟)抽吸过程中压降的实时采集数据以及处理后的吸阻数据。
具体实施方式
本发明以下结合实施例(附图)做进一步描述：
实施例1
某牌号常规卷烟(24mm)动态吸阻的测定结果及其准确性分析
1.某牌号常规卷烟样品的制备与挑选。在温度为22±2℃，相对湿度为60±5％的环境下，将卷烟样品平衡48小时，挑选3支烟，控制平均质量在5mg范围内。
2.卷烟样品的压降实时采集过程：利用单孔道吸烟机SML100吸烟机，设定抽吸模式为马塞诸塞(抽吸为正弦曲线，抽吸2s，抽吸流量45ml)，设定采集频率为100Hz，通过Labelview数据采集系统，采集时间从0-2s，得到相应的压降数据，并保存，其结果如图3所示。
3.根据实时采集的压降数值转化为对应吸阻值：在0-2s抽吸时间段内对离散点的压降数据进行梯形积分，步长为0.01s,得到压降的积分值，根据积分值的关系式(3)表征卷烟的吸阻值，其逐口抽吸的吸阻值如图3所示。
4.吸阻值的准确性分析：将卷烟静态抽吸的第一口所得的吸阻值与国标测得吸阻值进行对比分析，利用瞬态抽吸法测得其吸阻为1260Pa，利用国标测得其卷烟吸阻值为1333Pa，其偏差为5.48％，符合工程应用要求。
实施例2
某牌号细支卷烟(17mm)动态吸阻的测定结果及其准确性分析
1.某牌号常规卷烟样品的制备与挑选。在温度为22±2℃，相对湿度为60±5％的环境下，将卷烟样品平衡48小时，挑选3支烟，控制平均质量在5mg范围内。
2.卷烟样品的压降实时采集过程：利用单孔道吸烟机SML100吸烟机，设定抽吸模式为ISO抽吸模式(抽吸为正弦曲线，抽吸2s，抽吸流量35ml)，设定采集频率为100Hz，通过Labelview数据采集系统，采集时间从0-2s，得到相应的压降数据，并保存，其结果如图4所示。
3.根据实时采集的压降数值转化为对应吸阻值：在0-2s抽吸时间段内对离散点的压降数据进行梯形积分，得到压降的积分值，根据积分值的关系式(3)表征卷烟的吸阻值，其逐口抽吸的吸阻值如图4所示。
4.计算吸阻值的准确性分析：将卷烟静态抽吸的第一口所得的吸阻值与国标测得吸阻值进行对比分析，利用瞬态抽吸法测得其吸阻为1235Pa，利用国标测得其卷烟吸阻值为1287Pa，其偏差为4.21％，符合工程应用要求。
实施例3
某牌号常规卷烟(24mm)动态吸阻的测定结果及其准确性分析
1.某牌号常规卷烟样品的制备与挑选。在温度为22±2℃，相对湿度为60±5％的环境下，将卷烟样品平衡48小时，挑选3支烟，控制平均质量在5mg范围内。
2.卷烟样品的压降实时采集过程：利用单孔道吸烟机SML100吸烟机，设定抽吸模式为三角曲线抽吸模式，抽吸流量为35ml，设定采集频率为100Hz，通过Labelview数据采集系统，采集时间从0-2s，得到相应的压降数据，并保存，其结果如图5所示。
3.根据实时采集的压降数值转化为对应吸阻值：：在0-2s抽吸时间段内对离散点的压降数据进行梯形积分，得到压降的积分值，根据积分值的关系式(3)表征卷烟的吸阻值，其逐口抽吸的吸阻值如图5所示。
4.计算吸阻值的准确性分析：将卷烟静态抽吸的第一口所得的吸阻值与国标测得吸阻值进行对比分析，利用瞬态抽吸法测得其吸阻为1250Pa，利用国标测得其卷烟吸阻值为1311Pa，其偏差为4.88％，符合工程应用要求。

Claims (2)

1.一种适用于任意抽吸模式下的卷烟动态吸阻的表征方法，其特征在于：其特征在于：利用单孔道吸烟机，设定相应的抽吸曲线模式，对卷烟燃吸过程中的压降进行实时采集，通过积分关系式，得到其对应的吸阻值；具体步骤如下：
1)卷烟样品的制备：在温度为22±2℃，相对湿度为60±5％的环境下，将卷烟样品平衡48小时，挑选卷烟若干支；
2)卷烟样品压降的实时采集：利用单孔道吸烟机，设定相应的抽吸曲线，设定数据采集频率为f，f至少为50Hz，通过数据采集系统，采集从抽吸开始到结束时间段内，压降的实际值；
3)根据实时采集的压降值转化为对应吸阻值：在一定的抽吸曲线模式下，对0-ts抽吸周期时间段内离散点的压降数据进行数值积分，根据积分值的与抽吸流量的关系来表征卷烟在0-ts内卷烟等效吸阻值，其通用推导过程公式表达如下：式(1)表示在临界的抽吸流速范围内，其卷烟压降与流速之间满足线性关系，k表示比例系数；对该式在0到ts时间范围内进行积分，得到关系式(2)，根据吸阻的定义，得到在任意抽吸模式下卷烟的吸阻值(3)式；
Δpss＝kq (1)
式中：q为抽吸流量值(mL),k为比例系数(Pa/mL),Δpxizu为卷烟吸阻值(Pa)，Q为设定抽吸模式下的抽吸容量值(mL)，Δpss为0-ts时间段内，压降的实时采集数值。
2.根据权利要求1所述的适用于任意抽吸模式下的卷烟动态吸阻的表征方法，其特征在于：所述的任意曲线抽吸模式包括ISO抽吸、马萨诸塞抽吸、三角曲线抽吸模式、梯形抽吸曲线。
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